Морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану
Nanocomposites based on polymers and magnetite occupy a significant place in unique scientific research and advanced engineering solutions due to their exceptional properties. Thus, functionalized magnetosensitive NCs based on Fe3O4 and ?-CD are actively developed in various versions and are promisi...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Хімія, фізика та технологія поверхні |
|---|---|
| Datum: | 2026 |
| Автори та афіліації: | |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/899 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1874002080896647168 |
|---|---|
| author | Lyashen, D.Yu. Turanska, S.P. Trosnikova, I.Yu. Loboda, P.I. Gorbyk, P.P. |
| author_facet | Lyashen, D.Yu. Turanska, S.P. Trosnikova, I.Yu. Loboda, P.I. Gorbyk, P.P. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Lyashen, D.Yu. |
| baseUrl_str | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/oai |
| collection | OJS |
| container_end_page | |
| container_issue | |
| container_start_page | |
| container_title | Хімія, фізика та технологія поверхні |
| container_volume | |
| datestamp_date | 2026-08-19T16:15:25Z |
| description | Nanocomposites based on polymers and magnetite occupy a significant place in unique scientific research and advanced engineering solutions due to their exceptional properties. Thus, functionalized magnetosensitive NCs based on Fe3O4 and ?-CD are actively developed in various versions and are promising for many new topical applications in medicine, ecology, catalysis, sensors, medical, chemical and environmental analysis, radiation safety, capable of forming host-guest inclusion complexes, etc.
The aim of the work is to study the structural properties of the material based on single-domain magnetite,   ?-cyclodextrin and polyurethane, depending on the content of components in the nanocomposite. Achieving the goal will allow expanding model ideas regarding the structure of the nanostructured material and justifying the possibilities of optimization for targeted use, for example, in the selective removal of strontium ions from aqueous solutions.
A new magnetically sensitive sorption polymer composite material (Fe3O4/?-CD/PU NC) was obtained by modifying the surface of nanosized single-domain magnetite with a ?-cyclodextrin-containing polymer. The morphology of the NC surface was studied by scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM, respectively).
The mass fraction of chemical elements was determined by X-ray microanalysis. The results of spectrometric analysis of the surface confirmed the compliance of the material with the composition Fe3O4/?-CD/PU and its possible active sorption sites were found: ?-CD torus molecules, urethane fragments of the structured network of crosslinking agent molecules, namely C=O and N–H bonds and Fe–OH groups of magnetite, available for interaction with toxic molecules, ions, nanoparticles of the appropriate size and surface state.
The nanostructured hybrid composite Fe3O4/?-CD/PU proved to be a non-swelling material with balanced mechanical strength, which does not collapse upon prolonged contact with weakly acidic solutions, is insoluble in water and many organic solvents, has a high affinity for the removal of toxic ions and is characterized by good kinetic parameters of sorption. |
| first_indexed | 2026-08-20T01:00:53Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | www_cpts_com_ua-article-899 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| keywords_txt_mv | |
| last_indexed | 2026-08-20T01:00:53Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | www_cpts_com_ua-article-8992026-08-19T16:15:25Z Morphology and structural properties of a material based on nanosized magnetite, ?-cyclodextrin and polyurethane Морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану Lyashen, D.Yu. Turanska, S.P. Trosnikova, I.Yu. Loboda, P.I. Gorbyk, P.P. β-cyclodextrin polyurethane nanoparticles single-domain magnetite FTIR spectroscopy low-temperature nitrogen adsorption–desorption chemical analysis scanning and transmission electron microscopy hybrid nanostructures nanocomposites β циклодекстрин поліуретан наночастинки однодоменний магнетит FTIR спектроскопія низькотемпературна адсорбції‒десорбції азоту хімічний аналіз скануюча та просвічуюча електронна мікроскопія гібридні наноструктури нанокомпозити Nanocomposites based on polymers and magnetite occupy a significant place in unique scientific research and advanced engineering solutions due to their exceptional properties. Thus, functionalized magnetosensitive NCs based on Fe3O4 and ?-CD are actively developed in various versions and are promising for many new topical applications in medicine, ecology, catalysis, sensors, medical, chemical and environmental analysis, radiation safety, capable of forming host-guest inclusion complexes, etc. The aim of the work is to study the structural properties of the material based on single-domain magnetite,   ?-cyclodextrin and polyurethane, depending on the content of components in the nanocomposite. Achieving the goal will allow expanding model ideas regarding the structure of the nanostructured material and justifying the possibilities of optimization for targeted use, for example, in the selective removal of strontium ions from aqueous solutions. A new magnetically sensitive sorption polymer composite material (Fe3O4/?-CD/PU NC) was obtained by modifying the surface of nanosized single-domain magnetite with a ?-cyclodextrin-containing polymer. The morphology of the NC surface was studied by scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM, respectively). The mass fraction of chemical elements was determined by X-ray microanalysis. The results of spectrometric analysis of the surface confirmed the compliance of the material with the composition Fe3O4/?-CD/PU and its possible active sorption sites were found: ?-CD torus molecules, urethane fragments of the structured network of crosslinking agent molecules, namely C=O and N–H bonds and Fe–OH groups of magnetite, available for interaction with toxic molecules, ions, nanoparticles of the appropriate size and surface state. The nanostructured hybrid composite Fe3O4/?-CD/PU proved to be a non-swelling material with balanced mechanical strength, which does not collapse upon prolonged contact with weakly acidic solutions, is insoluble in water and many organic solvents, has a high affinity for the removal of toxic ions and is characterized by good kinetic parameters of sorption. Нанокомпозити на основі полімерів і магнетиту посідають значне місце в унікальних наукових дослідженнях та передових інженерних рішеннях завдяки своїм винятковим властивостям. Так, функціоналізовані магніточутливі НК на основі Fe3O4 та ?-CD активно розробляються в різних варіантах та є перспективними для багатьох нових актуальних застосувань в медицині, екології, каталізі, сенсориці, медичному, хімічному та екологічному аналізі, радіаційній безпеці, здатні до утворення комплексів включення типу «хазяїн – гість» тощо. Метою роботи є вивчення структурних властивостей матеріалу на основі однодоменного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану, в залежності від вмісту компонентів в нанокомпозиті. Досягнення мети дозволить розширити модельні уявлення стосовно будови наноструктурного матеріалу та обґрунтувати можливості оптимізації для цілеспрямованого використання, наприклад, при селективному вилученні іонів стронцію з водних розчинів. Отримання нового магніточутливого сорбційного полімерного композиційного матеріалу (НК Fe3O4/?-CD/PU) здійснено шляхом модифікування поверхні нанорозмірного однодоменного магнетиту    ?-циклодекстринвмісним полімером. Дослідження морфології поверхні НК здійснювали методами скануючої та просвічуючої електронної мікроскопії (СЕМ і ПЕМ, відповідно). Визначення масової частки хімічних елементів здійснювали методом рентгенівського мікроаналізу. Результатами спектрометричного аналізу поверхні підтверджено відповідність матеріалу складу Fe3O4/?-CD/PU та встановлено його можливі активні центри сорбції: молекули тора ?-CD, уретанові фрагменти структурованої сітки молекул зшиваючого агента, а саме зв’язки –C=O та N–H і групи Fe–OH магнетиту, доступними для взаємодії з токсичними молекулами, іонами, наночастинками відповідного розміру та стану поверхні. Наноструктурний гібридний композит Fe3O4/?-CD/PU проявив себе як збалансований за механічною міцністю ненабухаючий матеріал, що не руйнується при тривалому контакті зі слабкокислими розчинами, нерозчинний у воді та в багатьох органічних розчинниках, має високу спорідненість до токсичних іонів та характеризується добрими кінетичними параметрами сорбції. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2026-08-19 Article Article https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/899 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 17 No. 3 (2026): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 367-377 Химия, физика и технология поверхности; Том 17 № 3 (2026): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 367-377 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 17 № 3 (2026): Хімія, фізика та технологія поверхні; 367-377 2518-1238 2079-1704 Copyright (c) 2026 D.Yu. Lyashenko, S.P. Turanska, I.Yu. Trosnikova, P.I. Loboda, P.P. Gorbyk https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | β циклодекстрин поліуретан наночастинки однодоменний магнетит FTIR спектроскопія низькотемпературна адсорбції‒десорбції азоту хімічний аналіз скануюча та просвічуюча електронна мікроскопія гібридні наноструктури нанокомпозити Lyashen, D.Yu. Turanska, S.P. Trosnikova, I.Yu. Loboda, P.I. Gorbyk, P.P. Морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану |
| title | Морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану |
| title_alt | Morphology and structural properties of a material based on nanosized magnetite, ?-cyclodextrin and polyurethane |
| title_full | Морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану |
| title_fullStr | Морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану |
| title_full_unstemmed | Морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану |
| title_short | Морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану |
| title_sort | морфологія та структурні властивості матеріалу на основі нанорозмірного магнетиту, ?-циклодекстрину та поліуретану |
| topic | β циклодекстрин поліуретан наночастинки однодоменний магнетит FTIR спектроскопія низькотемпературна адсорбції‒десорбції азоту хімічний аналіз скануюча та просвічуюча електронна мікроскопія гібридні наноструктури нанокомпозити |
| topic_facet | β-cyclodextrin polyurethane nanoparticles single-domain magnetite FTIR spectroscopy low-temperature nitrogen adsorption–desorption chemical analysis scanning and transmission electron microscopy hybrid nanostructures nanocomposites β циклодекстрин поліуретан наночастинки однодоменний магнетит FTIR спектроскопія низькотемпературна адсорбції‒десорбції азоту хімічний аналіз скануюча та просвічуюча електронна мікроскопія гібридні наноструктури нанокомпозити |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/899 |
| work_keys_str_mv | AT lyashendyu morphologyandstructuralpropertiesofamaterialbasedonnanosizedmagnetitecyclodextrinandpolyurethane AT turanskasp morphologyandstructuralpropertiesofamaterialbasedonnanosizedmagnetitecyclodextrinandpolyurethane AT trosnikovaiyu morphologyandstructuralpropertiesofamaterialbasedonnanosizedmagnetitecyclodextrinandpolyurethane AT lobodapi morphologyandstructuralpropertiesofamaterialbasedonnanosizedmagnetitecyclodextrinandpolyurethane AT gorbykpp morphologyandstructuralpropertiesofamaterialbasedonnanosizedmagnetitecyclodextrinandpolyurethane AT lyashendyu morfologíâtastrukturnívlastivostímateríalunaosnovínanorozmírnogomagnetituciklodekstrinutapolíuretanu AT turanskasp morfologíâtastrukturnívlastivostímateríalunaosnovínanorozmírnogomagnetituciklodekstrinutapolíuretanu AT trosnikovaiyu morfologíâtastrukturnívlastivostímateríalunaosnovínanorozmírnogomagnetituciklodekstrinutapolíuretanu AT lobodapi morfologíâtastrukturnívlastivostímateríalunaosnovínanorozmírnogomagnetituciklodekstrinutapolíuretanu AT gorbykpp morfologíâtastrukturnívlastivostímateríalunaosnovínanorozmírnogomagnetituciklodekstrinutapolíuretanu |